壳聚糖温敏水凝胶及其膜制剂性能研究与生物学评价

发布时间：2017-09-17 00:09

  本文关键词：壳聚糖温敏水凝胶及其膜制剂性能研究与生物学评价

  更多相关文章： 壳聚糖 壳聚糖季铵盐 甘油磷酸钠 温敏水凝胶 水凝胶膜

【摘要】： 壳聚糖是甲壳素的脱乙酰基产物,由于其独特的生物活性、可生物降解性、生物相容性,在工业、农业、医药等领域得到广泛应用。壳聚糖及其衍生物温敏水凝胶的研究主要有壳聚糖和丙烯酸、N-异丙基丙烯酰胺共聚;壳聚糖与甘油磷酸盐(CS/GP)共混水凝胶。其中CS/GP温敏性凝胶以其独特的温度敏感性能,即在人体体温以下为流动的液体,温度高于体温则固化为凝胶,并且以其可注射性、良好的组织相容性、无毒副作用、在生物体内可降解性,使得CS/GP温敏水凝胶广泛应用到药剂学、组织工程等领域。 本论文通过异相法合成了水溶性的壳聚糖衍生物——壳聚糖季铵盐(HTCC),并将HTCC添加到CS/GP温敏凝胶体系,考察了HTCC对CS/GP温敏凝胶体系的影响。并且选用不同的有机酸、无机酸溶解壳聚糖制备CS/GP温敏凝胶,考察不同溶剂对CS/GP温敏凝胶体系的影响。此外,依据CS/GP温敏凝胶的高含水性、多孔性,制备了CS/GP水凝胶膜,并对膜的理化性能做了评价。主要得到以下结论: 利用壳聚糖与醚化剂GTMAC反应制备的壳聚糖季铵盐(HTCC),溶于水后为透明粘性液体,HTCC取代度越高,水溶性越好。新合成的壳聚糖季铵盐对pH值不敏感,可以溶解在更宽广pH的溶液中而不发生沉淀。其中,HTCC溶解在水溶液中比在醋酸溶液中更加稳定。 壳聚糖季铵盐引入CS/GP体系后,能明显的降低成胶时间,CS与HTCC配比为5:1时,成胶时间最小,溶胶-凝胶相转温度为3 min。但继续增加HTCC的含量,CS- HTCC/GP体系无法成胶。CS-HTCC/GP共混液低温条件下为透明、流动的液体,当温度高于25°C时则转变成乳白色、不可流动的凝胶。 CS-HTCC/GP体系温敏特性表现为,当温度为25°C时,CS-HTCC/GP共混液需要长时间(20 min)才能转变为凝胶,并且成胶后强度较差。当温度升高至40°C及以上时,成胶速度太快而不易测定。当温度在正常体温范围(35-37°C)时,3-5 min可完成溶胶-凝胶的转变,而且凝胶的机械强度较好。甘油磷酸钠的浓度对CS-HTCC/GP体系的影响表现为,高的GP浓度能明显缩短成胶时间。水凝胶的扫描电镜结果显示,CS/GP水凝胶与CS- HTCC/GP水凝胶内部结构均为多孔片层结构,HTCC的加入使得孔径变得变大。 采用不同的酸溶剂溶解壳聚糖,发现壳聚糖能在所有的单价酸中较宽的浓度范围(0.05-0.15 mol/L)内溶解,而仅仅能溶于部分浓度的多价酸。单价酸溶解的壳聚糖加GP后均具有温敏成胶的性能,成胶时间在2-5 min,而多价酸溶解的壳聚糖加GP后,则不能够成胶。有利于成胶的因素有:低的酸浓度;高的壳聚糖浓度;高的甘油磷酸钠浓度。所有的CS/GP共混液成胶前为流动、可注射液体,成胶后为粘性、不可注射胶体。扫描电镜显示,水凝胶内部结构为多孔分枝状结构,孔径大小与酸溶剂的类型有关,羧酸的烃链越长,孔径越大。以有机酸为溶剂制备的水凝胶粘度都明显高于以无机酸为溶剂制备的水凝胶。硝酸为溶剂制备的水凝胶粘度最小,乳酸为溶剂的水凝胶粘度最大。有机酸的烃链越长粘度越大。MTT法检测不同溶剂制备的CS/GP水凝胶对Hela细胞和原代培养的小鼠胚胎成纤维细胞和增殖率的影响,以此评价水凝胶的细胞相容性。结果显示,无论是MEF细胞还是Hela细胞,除了氯乙酸溶解的壳聚糖制备的水凝胶,其它溶剂制备的壳聚糖水凝胶都具有良好的细胞相容性。 采用溶剂蒸发法制备的CS/GP水凝胶膜结构疏松,较柔韧,吸水后仍然能够保持平展、结构完整。而壳聚糖膜的结构致密、干燥状态下柔韧性差,吸水后卷曲、容易破碎。扫描电镜显示,壳聚糖膜横切面致密、无空隙,而CS/GP水凝胶膜横切面为多孔状结构。这种多孔结构为水凝胶膜的药物包载提供了可行性。水凝胶膜的表面较壳聚糖膜表面稍微有些粗糙。 水凝胶膜的亲水性能高于壳聚糖膜。水凝胶膜的柔韧性能优于纯壳聚糖膜。蛋白吸附实验表明,水凝胶膜对BSA和LYZ的吸附量都明显高于壳聚糖膜。MTT测试结果表明,壳聚糖水凝胶膜具有良好的细胞相容性。将胎鼠成纤维细胞分散在膜表面培养,细胞能够在CS膜与CS/GP水凝胶膜上良好的生长,这为CS/GP水凝胶膜应用到医药领域、细胞培养的支架材料提供了依据。
【关键词】：壳聚糖 壳聚糖季铵盐 甘油磷酸钠 温敏水凝胶 水凝胶膜
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-12
• 0 前言12-24
• 1 壳聚糖/壳聚糖季铵盐/甘油磷酸钠温敏水凝胶的制备及其性能研究24-36
• 1.1 材料24-25
• 1.2 方法25-28
• 1.2.1 壳聚糖季铵盐(HTCC)的合成25-26
• 1.2.2 壳聚糖及壳聚糖样品的红外光谱检测26
• 1.2.3 壳聚糖季铵盐(HTCC)的溶解度测定26
• 1.2.4 壳聚糖季铵盐取代度的检测26-27
• 1.2.5 壳聚糖季铵盐样品的 pH 依赖性27
• 1.2.6 壳聚糖基温敏水凝胶的制备27
• 1.2.7 CS-HTCC/GP 成胶性测定27-28
• 1.2.8 CS-HTCC/GP 温敏水凝胶的扫描电镜观察28
• 1.3 结果与讨论28-35
• 1.3.1 壳聚糖季铵盐样品的红外光谱分析28-29
• 1.3.2 壳聚糖季铵盐样品的水溶性29
• 1.3.3 壳聚糖季铵盐的PH依赖性29-30
• 1.3.4 HTCC 溶液的稳定性30
• 1.3.5 温敏水凝胶的溶胶-凝胶转变30-31
• 1.3.6 壳聚糖与壳聚糖季铵盐的配比对成胶时间的影响31-32
• 1.3.7 温度对成胶时间的影响32-33
• 1.3.8 GP 浓度对成胶时间的影响33-34
• 1.3.9 温敏凝胶的扫描电镜观察34-35
• 1.4 小结35-36
• 2 有机酸和无机酸对CS/GP 温敏水凝胶的影响36-45
• 2.1 材料36-37
• 2.2 方法37-38
• 2.2.1 壳聚糖在不同酸溶液中的溶解性37
• 2.2.2 壳聚糖基温敏水凝胶的制备方法37
• 2.2.3 试管倒置法测定水凝胶的成胶时间37
• 2.2.4 水凝胶的注射性能测试37-38
• 2.2.5 粘度测定与扫描电镜观察38
• 2.3 结果与讨论38-43
• 2.3.1 壳聚糖溶解度及成胶性38-40
• 2.3.2 水凝胶的成胶后的性状40-41
• 2.3.3 不同溶剂溶解壳聚糖所制备水凝胶的特性指标 ...3841-42
• 2.3.4 不同溶剂制备CS/GP 水凝胶的扫描电镜图42-43
• 2.3.5 CS/GP 水凝胶的粘度测定43
• 2.4 小结43-45
• 3 小鼠胚胎成纤维细胞的原代培养及水凝胶的细胞相容性检测45-51
• 3.1 材料45-46
• 3.2 方法46-48
• 3.2.1 MEF 的原代培养46
• 3.2.2 温敏凝胶浸提液的制备46-47
• 3.2.3 浸提液处理MEF 细胞47
• 3.2.4 MTT 法测定细胞的相对增殖率47-48
• 3.3 结果与讨论48-50
• 3.3.1 MEF 的生长特征48
• 3.3.2 壳聚糖温敏性水凝胶的细胞相容性48-50
• 3.4 小结50-51
• 4 壳聚糖水凝胶膜的制备与性能检测51-63
• 4.1 材料51-52
• 4.2 方法52-54
• 4.2.1 材料处理52
• 4.2.2 水凝胶膜的制备52-53
• 4.2.3 水凝胶膜的机械性能测定53
• 4.2.4 水凝胶膜在不同pH 条件下的溶胀性能53-54
• 4.2.5 膜接触角的测定54
• 4.2.6 蛋白吸附分析54
• 4.2.7 壳聚糖水凝胶膜的细胞相容性54
• 4.3 结果与讨论54-62
• 4.3.1 CS 膜与CS/GP 水凝胶膜的性能比较54-55
• 4.3.2 CS 膜与CS/GP 水凝胶膜的结构分析55-57
• 4.3.3 CS 膜与CS/GP 水凝胶膜的亲水性能57-58
• 4.3.4 CS 膜与CS/GP 水凝胶膜的机械强度58-59
• 4.3.5 CS 膜与CS/GP 水凝胶膜的蛋白吸附分析59-60
• 4.3.6 细胞在CS 膜与CS/GP 水凝胶膜上生长状况及MTT 分析60-62
• 4.4 小结62-63
• 5 全文总结63-66
• 5.1 主要结论63-65
• 5.2 主要创新点65-66
• 参考文献66-74
• 个人简历74
• 发表的学术论文74-75
• 致谢75-76
• 附录76

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 周俊宇;聂景怡;李友良;王征科;胡巧玲;;LiOH/尿素溶剂体系制备高强度壳聚糖水凝胶膜[J];材料科学与工程学报;2013年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 王伟;CS/β-GP作为血管内液态栓塞材料的体外及生物相容性研究[D];吉林大学;2012年

2 陈文林;电阻法测剩余油分布工艺参数优化及应用研究[D];东北石油大学;2012年

3 曹守芹;2-羟基-3-异丙氧基丙基淀粉及其温敏水凝胶的制备与性能研究[D];大连理工大学;2013年

4 武爽;温敏性表面的制备及其在贴壁型细胞培养与收获中的应用[D];大连理工大学;2013年

，

本文编号：866093